Thermochemical cycleThermochemical cycles combine solely heat sources (thermo) with chemical reactions to split water into its hydrogen and oxygen components. The term cycle is used because aside of water, hydrogen and oxygen, the chemical compounds used in these processes are continuously recycled. If work is partially used as an input, the resulting thermochemical cycle is defined as a hybrid one. This concept was first postulated by Funk and Reinstrom (1966) as a maximally efficient way to produce fuels (e.g.
Production d'hydrogèneLa production d'hydrogène, ou plus exactement de dihydrogène, est en grande majorité réalisée par extraction chimique depuis des combustibles fossiles, principalement du méthane, du charbon et de coupes pétrolières. La production de dihydrogène par cette voie présente l'avantage d'un coût compétitif, mais l'inconvénient d'être à l'origine d'émissions de non biogénique, qui dépassent généralement dix kilogrammes de par kilogramme d'hydrogène produit.
BiométhaneLe biométhane est un gaz riche en méthane provenant de l'épuration du biogaz issu de la méthanisation. C'est la version renouvelable non fossile du gaz naturel ; une source d'énergie qui peut en Europe contribuer à l'objectif du paquet climat-énergie et à la transition énergétique, avec moins d'émissions de gaz à effet de serre (il vaut mieux brûler le méthane que le libérer dans l'air, car c'est un puissant gaz à effet de serre), dans une perspective de troisième révolution industrielle ou de développement durable.
GazéificationLa gazéification est un processus à la frontière entre la pyrolyse et la combustion. Celui-ci permet de convertir des matières carbonées ou organiques en un gaz de synthèse combustible (souvent appelé « syngas » ou « syngaz »), composé majoritairement de monoxyde de carbone (CO) et de dihydrogène (H2), contrairement à la combustion dont les produits majoritaires sont le dioxyde de carbone () et l'eau (H2O).
Conversion d'électricité en gazLa conversion d'électricité en gaz (, P2G ou PtG) est un procédé de transformation de l’énergie électrique en énergie chimique. La principale application de ce procédé est la valorisation de l'électricité excédentaire (quand la production dépasse la demande ou les capacités de flexibilité du système électrique) sous une forme stockable à moyen et long terme. La conversion repose sur l'électrolyse d'eau par de l'électricité pour produire du dihydrogène, ou sur la réaction de méthanation pour produire du méthane (parfois dit Hithane) via la réaction de Sabatier avec le dioxyde de carbone.
Craquage de l'eauLe craquage de l'eau est un processus aboutissant à la dissociation de l'hydrogène et de l'oxygène de l'eau, atomes composant la molécule d'eau , par thermolyse, électrolyse ou radiolyse. La réaction thermochimique commence à haute température (entre ) pour devenir complète vers . Le bilan de la décomposition d'une molécule d'eau ci-après : H2O → H2 + O2 s'établit comme suit, pour une mole d'eau : comme la molécule d'eau H2O est constituée de deux liaisons O-H dont chacune a une énergie molaire de , leur rupture absorbe ; la recomposition des molécules de dihydrogène gazeux produit un apport d'énergie : 2 H → H2 + ; la recomposition du dioxygène libère quant à elle : 2 O → O2 + , soit par mole d'eau initiale.
Torche à plasma (recyclage)Plasma gasification is an extreme thermal process using plasma which converts organic matter into a syngas (synthesis gas) which is primarily made up of hydrogen and carbon monoxide. A plasma torch powered by an electric arc is used to ionize gas and catalyze organic matter into syngas, with slag remaining as a byproduct. It is used commercially as a form of waste treatment, and has been tested for the gasification of refuse-derived fuel, biomass, industrial waste, hazardous waste, and solid hydrocarbons, such as coal, oil sands, petcoke and oil shale.
Hybrid sulfur cycleThe hybrid sulfur cycle (HyS) is a two-step water-splitting process intended to be used for hydrogen production. Based on sulfur oxidation and reduction, it is classified as a hybrid thermochemical cycle because it uses an electrochemical (instead of a thermochemical) reaction for one of the two steps. The remaining thermochemical step is shared with the sulfur-iodine cycle. The Hybrid sulphur cycle (HyS)was initially proposed and developed by Westinghouse Electric Corp. in the 1970s, so it is also known as the "Westinghouse" cycle.
Copper–chlorine cycleThe copper–chlorine cycle (Cu–Cl cycle) is a four-step thermochemical cycle for the production of hydrogen. The Cu–Cl cycle is a hybrid process that employs both thermochemical and electrolysis steps. It has a maximum temperature requirement of about 530 degrees Celsius. The Cu–Cl cycle involves four chemical reactions for water splitting, whose net reaction decomposes water into hydrogen and oxygen. All other chemicals are recycled.
Cycle ZnO/ZnLe cycle ZnO/Zn, parfois également écrit cycle Zn/ZnO, est un procédé thermochimique de production d'hydrogène par craquage de l'eau faisant intervenir l'oxyde de zinc ZnO et le zinc élémentaire Zn qui sépare l'oxygène et l'hydrogène de l'eau de manière séquentielle à travers deux systèmes rédox : 2 ZnO ⟶ 2 Zn + ↑ ; Zn + ⟶ ZnO + ↑. La première des deux réactions est une thermolyse endothermique à une température de dans une tour solaire ou un héliostat concentrant la lumière du soleil ; la seconde réaction est une hydrolyse exothermique à une température d'environ dans un réacteur à catalyse hétérogène.
VaporeformageLe vaporeformage ou reformage à la vapeur est un procédé de production de gaz de synthèse (syngas) riche en hydrogène. Cette réaction d'hydrocarbures, principalement du méthane, en présence de vapeur d'eau (par vaporeformage du méthane) est fortement endothermique. Ce procédé est très répandu, notamment pour la production du syngas précurseur de l'ammoniac (procédé Haber-Bosch), celui précurseur de la production du méthanol, la production de l'acide chlorhydrique (hydrochloride), le procédé Fischer Tropsch et autres.
Biomass (energy)Biomass, in the context of energy production, is matter from recently living (but now dead) organisms which is used for bioenergy production. Examples include wood, wood residues, energy crops, agricultural residues including straw, and organic waste from industry and households. Wood and wood residues is the largest biomass energy source today. Wood can be used as a fuel directly or processed into pellet fuel or other forms of fuels. Other plants can also be used as fuel, for instance maize, switchgrass, miscanthus and bamboo.
Cycle Fe3O4/FeOvignette|Schéma simplifié du cycle de l'oxyde de fer Le cycle /FeO est un procédé thermochimique de production d'hydrogène par craquage de l'eau faisant intervenir l'oxyde de fer(II,III) et l'oxyde de fer(II) FeO qui sépare l'oxygène et l'hydrogène de l'eau de manière séquentielle à travers deux systèmes rédox, dont les équations générales s'écrivent : 2 MO· ⟶ 2 MO + 4 FeO + ↑ ; MO + 2 FeO + ⟶ MO· + ↑. où M peut être n'importe quel métal, souvent Fe lui-même, Co, Ni, Mn, Zn ou des alliages des précédents.
Solar fuelA solar fuel is a synthetic chemical fuel produced from solar energy. Solar fuels can be produced through photochemical (i.e. activation of certain chemical reactions by photons), photobiological (i.e., artificial photosynthesis), and electrochemical reactions (i.e. using the electricity from solar panels to drive a chemical reaction). Solar fuels can also be produced by thermochemical reactions (i.e., through the use of solar heat supplied by concentrated solar thermal energy to drive a chemical reaction).
Élimination du dioxyde de carbone atmosphériquevignette|Planter des arbres est un moyen naturel d'éliminer temporairement le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Lélimination du dioxyde de carbone atmosphérique, plus connue sous l'expression anglaise carbon dioxide removal (abrégé en CDR), désigne le captage et la séquestration du dioxyde de carbone () présent dans l'atmosphère par intervention humaine. Elle est également désignée sous le vocable émissions négatives.
Essence synthétiqueL'essence synthétique (ou carburant synthétique) est un mélange d'hydrocarbures non dérivés du pétrole, mais obtenus à partir d'une autre source telle que la houille ou le lignite, ou à partir de gaz naturel (biométhane éventuellement) par le procédé . L'essence synthétique a été produite à grande échelle pour la première fois pendant la Seconde Guerre mondiale par l'industrie chimique allemande afin d'approvisionner la Wehrmacht et la Luftwaffe qui manquaient de pétrole.
MéthaneLe méthane est un composé chimique de formule chimique , découvert et isolé par Alessandro Volta entre 1776 et 1778. C'est l'hydrocarbure le plus simple et le premier terme de la famille des alcanes. Comme fluide frigorigène, il porte la dénomination « R50 » dans la nomenclature des réfrigérants, régie par la d'ANSI/ASHRAE. Assez abondant dans le milieu naturel, le méthane est un combustible à fort potentiel.
Second-generation biofuelsSecond-generation biofuels, also known as advanced biofuels, are fuels that can be manufactured from various types of non-food biomass. Biomass in this context means plant materials and animal waste used especially as a source of fuel. First-generation biofuels are made from sugar-starch feedstocks (e.g., sugarcane and corn) and edible oil feedstocks (e.g., rapeseed and soybean oil), which are generally converted into bioethanol and biodiesel, respectively.
CoûtUn coût est la mesure d'une consommation exprimée en valeur monétaire. On peut dire également que c'est la mesure de l'appauvrissement d'un agent économique, associé à un événement ou une action de nature économique. Les comptables définissent plus précisément le coût comme une somme de charges (la charge mesure une consommation), c'est-à-dire un calcul. Il est alors possible de calculer toutes sortes de coûts (coût de revient, coût de production, coût marginal, etc.).
LignocelluloseLa lignocellulose est composée de lignine, d’hémicellulose et de cellulose en proportions variables. Elle est très présente dans la paroi des cellules des végétaux, du bois et de la paille. Ses molécules s’organisent en polymères et ont une structure fibrillaire. Actuellement, la lignocellulose attire l'attention car elle pourrait consister en la source du bioéthanol lignocellulosique. En effet, la cellulose contient du glucose, qui, une fois extrait, peut être converti en éthanol par fermentation.
